基因转染设备及其清洗方法与流程

本发明涉及细胞生物学，更具体地，涉及一种基因转染设备及其清洗方法。

背景技术：

1、转染，指将外源遗传物质(dna或rna)引入真核细胞内部并表达其特有功能的过程。

2、基因转染方法可被分为病毒载体方法和非病毒载体方法两大类。病毒载体利用其将dna片段注入宿主细胞的能力来实现基因转染，希望被递送的基因需要事先被包装到复制缺陷型病毒颗粒中，目前所使用的病毒包括逆转录病毒、慢病毒、腺病毒、腺相关病毒和单纯疱疹病毒等。然而，病毒载体只能转染分子量较小的dna片段，制备过程复杂，成本高昂，并且存在随机插入位点、细胞毒性和诱发基因突变等风险。

3、非病毒载体方法既包括化学方法，如脂质体转染、聚合物转染等，也包括物理方法，如电穿孔、声穿孔、光穿孔、显微注射、机械压迫等。物理方法中，以电穿孔技术的应用最为广泛，被认为是所有转染技术中心转染能力最强的，可以转染多种极难转染的原代细胞(如免疫细胞、干细胞、神经细胞等)。但其采用高能量电场作用于活体细胞，具有较高的细胞伤害性，极易出现细胞存活率低或细胞失能等问题，极大地限制了其进一步拓展应用范围。

4、基于超声的声穿孔技术也见于报道，但大都需要依赖额外加入的微米级的微泡来实现细胞穿孔，然而由于微泡尺寸的一致性难以实现，造成其共振频率不一，空化效应随机性较强，加上不同种类细胞的可接受剪切力阈值也有差别，导致基于微泡的声孔效应的进一步推广应用还存在较大障碍。另外，这种不可控性还容易造成较大比例的不可逆声穿孔的出现，从而严重降低细胞存活率。

5、本团队对基于超声的声穿孔技术进一步改进，提出了一种基于超声的基因转染设备，如图1和图2所示，包括压电基底11、设置于压电基底11上的至少一个叉指换能器12和设置于叉指换能器上方的转染容器20，转染容器20用于培养和储存待转染生物体系，叉指换能器12接收激励信号驱动压电基底11振动，压电基底11振动产生超声波，超声波传导至转染容器20及其内部的待转染生物体系，当多个叉指换能器12时，叉指换能器12的空间分布方式为处于同一水平面内，且各叉指换能器12激励产生的超声波的传播方向共同指向转染容器所在区域，各叉指换能器12激励产生的超声波在转染容器所在区域内发生相干叠加形成同时包括高频成分和低频成分的复合波束，转染容器20与叉指换能器12和/或压电基底11直接接触，转染容器20采用吸声导热性能的材料制备，复合波束通过转染容器20传播到待转染生物体系，对待转染生物体系产生包括力学效应、空化效应、微流体效应等多种效应的复合作用，实现无需微泡参与，兼具高转染效率和高细胞存活率的基因转染。

6、在上述技术方案中，压电基底11和/或叉指换能器12的上表面与转染容器20的底部必须紧密贴合，才能保证超声波低损耗地传播到转染容器20内部，实现高效率的细胞转染，因此，现有技术中，需在压电基底11和/或叉指换能器12和转染容器20之间涂抹液体耦合剂。然而，液体耦合剂在超声作用后会有残留物质固化在叉指换能器12和/或压电基底11表面以及转染容器20底部，难以去除，若不彻底清除耦合剂残留物质，会极大的损耗超声波，影响细胞转染效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种基因转染设备及其清洗方法，能够便捷、操作简单的清洗超声发生器。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种基因转染设备，包括超声发生器、形成于所述超声发生器上表面的非极性疏水膜层和设置于所述非极性疏水膜层上方的转染容器，所述转染容器用于培养和储存待转染生物体系，所述转染容器与所述非极性疏水膜层贴合接触。

4、本发明还提供了一种上述基因转染设备的清洗方法，包括以下过程：

5、启动超声发生器，对灰尘进行间歇式超声静电吸附，然后对吸附的灰尘进行吹扫；

6、向所述非极性疏水膜层表面喷清洗液，启动超声发生器进行超声清洗，然后干燥。

7、实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

8、本发明一实施例的基因转染设备，通过设置非极性疏水膜层代替现有技术的液体耦合剂，避免液体耦合剂残留不易清除，同时，非极性疏水膜层具有低吸附作用力，不易粘附污垢颗粒，具有自清洁能力，易被清洁。非极性疏水膜层易与转染容器紧密贴合，在超声波作用下可进一步增强与转染容器的结合紧密度，不会产生气泡，能保证超声波低损耗传播，且易与转染容器相分离。

9、本发明另一实施例的基因转染设备的清洗方法，通过采用超声结合静电吸附，可以有效去除灰尘等可带电污垢，通过采用清洗液结合超声清洗，可以进一步有效去除非带电污垢以及结合强度大的污垢，上述清洗方法均采用超声发生器配合除尘和清洗，不仅清洗操作简单，对技术人员的专业技能要求和时间投入要求降低，而且清洗效果突出。

技术特征：

1.一种基因转染设备，其特征在于，包括超声发生器、形成于所述超声发生器上表面的非极性疏水膜层和设置于所述非极性疏水膜层上方的转染容器，所述转染容器用于培养和储存待转染生物体系，所述转染容器与所述非极性疏水膜层贴合接触。

2.根据权利要求1所述的基因转染设备，其特征在于，所述非极性疏水膜层为派瑞林膜层、特氟龙膜层、六甲基二硅氮烷膜层或氟树脂膜层。

3.根据权利要求2所述的基因转染设备，其特征在于，所述派瑞林膜层采用真空气相沉积方法形成；

4.根据权利要求2所述的基因转染设备，其特征在于，所述疏水膜层的厚度为1μm～5μm。

5.根据权利要求2～4中任意一项所述的基因转染设备，其特征在于，所述转染容器的材料为pdms。

6.根据权利要求5所述的基因转染设备，其特征在于，所述超声发生器包括压电基底和设置于所述压电基底上的叉指换能器，所述非极性疏水膜层形成于所述叉指换能器和所述压电基底上表面。

7.一种如权利要求1～6中任意一项所述的基因转染设备的清洗方法，其特征在于，包括以下过程：

8.根据权利要求7所述的基因转染设备的清洗方法，其特征在于，所述间歇式超声静电吸附的超声波频率为1.0mhz～5.0mhz，超声波连续工作时间为20微秒～100微秒，间歇时间为1.0毫秒～10毫秒。

9.根据权利要求7所述的基因转染设备的清洗方法，其特征在于，所述超声清洗的频率为5.0mhz～20.0mhz。

10.根据权利要求7所述的基因转染设备的清洗方法，其特征在于，所述清洗液包括丙酮溶液和/或异丙醇溶液。

技术总结
本发明公开了一种基因转染设备及其清洗方法，基因转染设备包括超声发生器、形成于所述超声发生器上表面的非极性疏水膜层和设置于所述非极性疏水膜层上方的转染容器，所述转染容器用于培养和储存待转染生物体系，所述转染容器与所述非极性疏水膜层贴合接触。上述基因转染设备的清洗方法包括以下过程：启动超声发生器，对灰尘进行间歇式超声静电吸附，然后对吸附的灰尘进行吹扫；向所述非极性疏水膜层表面喷清洗液，启动超声发生器进行超声清洗，然后干燥。本发明的基因转染设备采用上述清洗方法，不仅清洗效果突出，而且操作简单，提高时效。

技术研发人员：王丛知,彭本贤,李彦明
受保护的技术使用者：深圳高性能医疗器械国家研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13